高速机床导轨防护罩的结构分析.pdf

年1月
机床与液压
Jan.2011
第39卷第2期
MACHINE TOOL& HNYDRAULICS
Vol 39 No. 2
DO1:10.3969/j.isan.1001-3881.2011.02.014
高速机床导轨防护置的结构分析
弓清忠
集美大学机械工程学院,福建厦门361021)
摘要:介绍了两种高速机床导轨防护單,即高速同动机构防护罩和高速同动平行机构防护罩。分析其结构原理、特点
及选择的原则。
关键词:高速机床;同动机构;同动平行机构;导轨防护罩
中图分类号:TC502.39文献标识码:A文章编号:1001-3881(2011)2-051-2
The Structural Analysis of Guideway Guard for High-speed Machine Tools
GONG Qingzhong
Mechanical Engineering College, Jimei University, Xiamen Fujian 361021, China)
Abstract: Two kinds of high-speed machine tools guideway guard were introduced, the high speed guideway guard in synchro
nized mechanism and high speed guideway guard in synchronized & paralleled mechanism. Their structure principle, characteristic and
fundamental of choice were analyzed
Keywords High-speed machine tools Synchronized mechanism; Synchronized paralleled mechanism; Guideway guard
机床工业是整个制造业的基础,而髙速、高效、1为同动机构伸开的状态,图2为同动机构收合的状
环保、智能化、机床功能的复合化是数控机床发展的态,图3为同动机构动作状态示意图。根据防护罩的
方向。其导轨防护罩是防护机床导轨、滚珠丝杆、电规格,可放单排、双排等。
机、开关电缆等机械和电器零部件免遭切屑及冷却液
损伤,并且美化机床外观的必不可少的附件;但随着
高速切削机床运动速度的提高,传统的拖拽低速运动
多片组合式导轨防护罩由于其运动速度不能超过
30m/min,因此,不能满足使用要求,必须采用高速
机床导轨防护罩。
高速机床导轨防护罩
高速机床其快速移动速度已达200m/min,因此
在高速移动下考虑导轨防护罩的结构如何承受高速及
高加速度所引起的强度、共振、稳定性、耐用性等问
图1同动机构伸开的状态图2同动机构收合的状态
题,这些问题都必须解决,才能确保在长期使用情况
一收合状密
伸开状态
下有效实现防护功能且不影响机械加工的精度。
目前,高速机床导轨防护罩的类型有两种,即高
速同动机构( Synchronized Mechanism,SM)防护罩
中间转轴
两侧转轴
和高速同动平行机构( Synchronized& Paralleled
Mechanism,SPM)防护罩。
图3同动机构动作状态示意图
(1)高速同动机构防护罩
在结构上,高速同动机构导轨防护罩的同动机构
同动机构是高速数控机床导轨防护罩最常见的机为单一支点与主体枢接为双自由的机构,其运动体系
构,其动作原理与剪刀运动方式相似,因此也被称为依靠转轴传递推力和拉力,并且利用护罩轨道侧边与
剪刀式机构。将中间转轴固定在每片护罩上,机床运刮刷来限制左右的自由度,使同动机构成为单一方向
动时进而带动每片护罩运动,每片护罩不但同时运运动,因此当每片护罩所受的摩擦力与支撑接触面的
动,并且运动速度和行程相同。故称同动机构。如图摩擦力不均匀时,便会产生扭矩,使护罩产生歪斜
收稿日期:2009-11-30
作者简介:弓清忠(1969-),男,工学硕土,高级工程师,从事数控技术、机械CAD/CAM、电气控制方面的教学和科研
工作。电话:13799769381,E-mail:gong2003@163.com
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机床与液压
第39卷
扭曲变形甚至卡死等现象,同时机床的高速运动会使
护罩产生振动,实际上,由于各片护罩产生的运动都
不相同,因此由机构转轴与连杆来承受这些外力,长
期使用容易使转轴与连杆发生断裂。
在移动速度上,与低速伸缩式导轨防护罩相比,
高速同动机构导轨防护單移动速度可达100~120
m/min,加速度可达
(2)高速同动平行机构防护單
高速同动平行机构防护罩的动作原理是在同动机
构的基础上,为改善同动机构在高速运动下,同动机
构两侧转轴上下見动与左右不共线的问题,同时以两
侧转轴枢接于每片护軍上,降低因摩擦阻力所产生力
图5问动平行机构防护單
矩使防护罩有歪斜的现象。所以高速同动平行机构防
从以上分析可知,无论是高速同动机构防护單还
护罩,可以大幅度提升防护單的稳定性和可靠性,同是高速同动平行机构防护罩,都具有以下优点:(1)
时也可提高其运动速度
运行平稳,移动速度及加速度高;(2)运行低噪声
在结构上,与高速同动机构导轨防抑罩相比较,(3)可以用在水平方向,也可以用在垂直方向。尽
其同动平行机构为双支点与主体枢接且为单一自由度管两种高速同动式导轨防护罩在运行平稳、高速与高
的机构,因此组装有高速同动平行机构防护罩,会大加速度及低噪声方面与传统的低速伸缩式导轨防护罩
幅度地改善高速同动机构导轨防护的缺陷,即减少
相比,它的优越性更明显,但是其制造精度和要求更
同动机构在高速时产生的歪斜、扭曲变形及卡死等情高。同样收缩长度的导轨防护罩,有同动机构导轨防
况,并且运动速度也会大幅度提高。此,与高速同
护單比无同动机构导轨防护罩的拉伸长度小得多。对
动机构导轨防护罩相比较,高速同动平行机构防护罩
的移动速度最高可达200 m/min,加速度可达2g。同于收缩长度很短的导轨防护罩,不适用于用有同动机
时,每一防护單上固定导轨槽板(也可以是导轨),
构的导轨防护單。
可增加护罩的刚性,况且护單承受力也会增大。图42结束语
为同动平行机构动作状态示意图,图5为同动平行机
高速机床的导轨防护罩是高速机床必不可少的功
构防护罩。
能部件,选择使用高速同动机构防护罩还是高速同动
平行机构防护罩,根据其机床的快速移动速度来选
固定端
择;同时,为不影响机床的加工精度,必须保证其护
罩及相关零部件的制造和装配精度,才能满足高速机
床在快速移动过程中对高防护与机床噪声等环保的要
求
参考文献:
1】杨沛湛,新型高速同动伸缩式导轨防护罩[J!.机械工
移动端
移动方向
人(冷加工),2005(9
2]杨沛湛,王瑾.机床导轨防护單结构设计参数的计算
图4·同动平行机构动作状态示意图
制造技术与机床,2008(10):163-165
(上接第50页)
参考文献
3结束语
1】张继春